数事载本与率用
基于FPGA的FSK调制解调系统设计
杨肖顺文邹贵祥易欢李怡琳
(西华师范大学物理与电子信息学院四川南充637009)
设计开发
摘要:根据FSK调制和解调的原理设计了一种基于FPGA芯片的FSK调制解调器。本系统采用频率键控法设计调制模块，利用过零检测法实现解调模块。测试结果表明玉k解调信号波形和输入基带信号波形一致，满足系统的设计要求，整个系统具有较高稳定性。
关键词:FPGA移频键控过零检测法
中图分类号：TN914.3 1前言
文献标识码:A
FSK(Frequency-shiftkeying)颜移键控是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术，用 FSK来实现调制过程具有转换速度快、波形好、稳定度高，电路结构简单、抗于扰能力强等优点，因此FSK调制技术在数据传输中广泛应用1.2)。在本设计中，调制器与解调器均采用模块化设计方法实现。在调制中，根据基带信号的变化控制额率成分的输出，以此实现利用输出频率的变化来传递数字信息。解调则是采用过零检测法实现，即在一个检测周期，计数上升沿的个数，根据上升沿个数判断频率的大小，从而判断出输人的是“0"还是“1”本设计中调制解调系统
采用顶层设计方法，简化了设计的复杂性、加快了设计速度。 2调制、解调原理
本设计中调制系统采用FSK调制，它是输出频率随数字信号而变化的一种调制方式，即利用数字基带信号去控制选择开关来改变输出的额率成分，从而实现FSK调制。在2FSK中，设0对应的载波频率,,1对应的载波率,，则其表达式如(1)所示(3)：
S() =
（Acos(m+α）发送为"g"时）Acos(+,）发送%~"
(1)
令T为码元周期，g(t)为单个矩形脉冲，a,的取值为0.1,a,为a,的反码，e，和8，分别是码元的初相位。在频移键控中由于，和e不包含任何信息，则可以令为零叫。
由上可得，2FSK信号可以由两个频率不相同的2ASK信号相加得到，所以，2FSK信号的另一种表达式又如(2)所示(4.5);
分频
clk Clr 基带信号
收移日期：2014-12-15
器分器
载
液载波
奇存器调制器
二选二选通开关
文章编号：1007-9416(2014)12-0161-02
f(t)=a,g(tnT)coso)+a,g(rnT)coso)
(2)
数字调制信号的解调方法有很多种，为了避免解调信号失真以及简化电路，一般采用正交解调。其原理如下，
令。为载波频率，△为两载波的频率间隔，A,为输入信号的幅度，a_为输人的码元，a_=0、1,g(n-m)是幅度为1的脉冲矩形波。
在解调中，设输入信号为(3)式15.6)：艺 Ag(n-m)cos[(ag +a,Ao)] s(n) =
(3)
对信号进行正交解调，那么可得出其同相分量和正交分量分别如(4)式(5)式所示(5.6)：
Z Ang(n-m)cos(a.Aa)
同相分量：S,（n）=
w
正交分量：8,(n）=
A,g(n-m)sin(a.Ao)
则，输出的解调信号如(6)式所示5.
f(n)= arctan
s, (a) s.(n)
arctan
g(nm)ao
s, (n 1) S, (R 1)
(4)(5)
(6)
特别地，在正交解调中，过零检测法结构简单，易于实现对增益起伏不敏感，因此本设计采用该方法进行信号解调。在过零检测法中，信号额率的高低是由在一个单位时间内，信号波形通过零电
clk 寄存器
图1调制、解调电路结构
基金项日目：四川省教育厅自然科学重点项目(15ZA0145)
计数器1
计数器
解调器
作者简介：杨援(1991一),女，四川广安人,硕士研究生，主要从事软件无线电方面的研究工作。通讯作者：肖顺文(1970一)，男，四川全堂人，主要从事软件无线电方面的研究工作，
决
基带信号